无际单片机编程 发表于 7 天前

学习STM32时,如何克服看懂了例程,但自己写不出来的困境?

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文 | 无际(微信:2777492857)
全文约2418字,阅读大约需要 10 分钟
学STM32我印象还是比较深刻的,踩得坑也多,算是我付出时间最多,实际产品用得也最多的一款单片机了。
刚开始跟着视频一步步操作没问题,但脱离教程后就一脸懵逼,明明看懂了代码逻辑,但自己新建工程想重写时大脑一片空白。
那会我刚毕业,刚找到工作几个月,只学过STC51单片机,改过NXP单片机的项目代码。
         
碰到功能复杂,注释又少的代码就头疼,那段时间头发都掉了不少。
         
很羡慕带我那个老哥,公司核心项目基本都是他独立开发的,也幻想啥时候自己能像他一样做到独立开发任何项目。
         
其实每个萌新,都是这样过来的,现在写不出来,不代表资质差,或者不适合之类的。
         
你写不出代码的根本原因我觉得有以下几点:
被动学习:只看不写,缺乏动手实践。
         
缺乏系统思维:只学了开发板例程,例程通常聚焦单一功能(如UART通信),但实际项目需整合多模块(GPIO+定时器+中断),没有做完整的项目,导致是"点状知识",未串联成完整框架。
               
调试能力弱:只会抄代码,程序出现BUG不懂得通过调试器,打印日志、LED指示灯等方法去解决问题。例如,程序卡死时,无法快速判断是硬件问题还是软件逻辑错误。

硬件知识断层:不懂外设和外围电路的工作原理,硬件与软件联动思维缺失。比如GPIO模式配置错误(误将推挽输出设为开漏输出),导致驱动能力不足,或者没彻底搞懂硬件控制原理,就急急忙忙去写程序。
         
等工作5,6,7,8年后,你会发现,是心态上太着急,再加上方法上走了弯路,还有最重要的平台受限等因素(比如在同一家公司做个2年,基本滚瓜烂熟,很难提升了),导致提升很慢。
         
如果刻意找项目做,有人专门带的情况下,2,3年完全能达到7-8年经验的放养工程师水平。
         
我现在回过头去看以前公司的代码,发现曾经崇拜的大佬,代码也写得也挺乱的,基本就是while(1)一镜到底, 没有什么架构思维,哈哈。
         
我总结了一套新手可以复制的方法论,从“看懂”到“会写”总共分5步,按照这个步骤不踩坑,别人坐火车,你坐飞机。
         
方法1:从模仿到改写,逐行解剖例程,培养代码设计思维
逐行注释:对例程代码添加详细注释,标注每行代码的作用和硬件关联。例:在HAL库的GPIO初始化函数中,标注GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5对应开发板上的LED引脚。
         
功能拆分改写:将例程的“LED闪烁”功能拆解为初始化、延时、电平翻转三个函数,尝试独立封装。
         
改写目标:将闪烁频率由固定值改为可调参数(如通过按键调整)。
               
验证与优化:通过逻辑分析仪或者示波器观察波形,验证改写后的代码是否达到预期效果(如频率精度)。   
         
案例实操:
呼吸灯实现:基于PWM调光例程,将固定占空比改为动态渐变。

         
方法2:分模块练习,从“点”到“面”构建工程能力
模块拆解与练习顺序:
GPIO:独立实现按键扫描、LED控制、蜂鸣器驱动。
定时器:完成精准延时、PWM输出(如舵机控制)、输入捕获(如测频率)。
中断:实现外部按键触发、定时器中断任务调度。
通信协议:UART:实现与PC的数据收发(如发送传感器数据)。
I2C:驱动OLED屏幕显示动态内容。
SPI:读写FLASH芯片存储数据。

组合实战:
拿我们无际单片机项目3举例。
模块1:433M无线软解码算法(GPIO+时序控制)。
模块2:OLED显示(I2C通信)。
模块3:利用单片机UART和NTIot模块把硬件数据上传至云平台。
         
方法3:建立知识体系,硬件与软件的双向联动
核心知识框架:
硬件层:时钟树配置:理解HSE、HSI、PLL的作用(如配置72MHz系统时钟)。
外设寄存器:掌握GPIO模式(推挽/开漏)、ADC采样周期、DMA传输方向、定时器、UART等常用外设。
   
软件层:熟悉库函数的底层原理,例如操作控制GPIO,GPIOA->ODR 和调用HAL_GPIO_WritePin()。
模块化编程:将驱动代码(如bsp_led.c)与业务逻辑分离。

学习资源推荐:
书籍:《STM32库开发实战指南》。
官方文档:STM32参考手册(RM0008)、芯片数据手册(Datasheet)。
工具:XMind绘制知识脑图,分模块整理“必背清单”(如常用寄存器地址)。
模块化编程:可以看我们2018年录制的开源程序架构教程,可找我安排,或者做我们项目学习我们的编程思维和实现方式。



方法4:主动调试记录问题,低成本定位Bug的技巧
调试方法论之分层验证法:   
硬件层:用万用表检查电源、信号电平(如GPIO输出是否为3.3V)。   
驱动层:通过在线仿真,LED闪烁或串口打印,确认代码执行到关键节点(如“SystemInit()完成”)。   
   
业务层:逻辑分析仪抓取SPI时序,验证数据是否符合预期。
         
调试日志模板:
问题举例:ADC采样值始终为0
可能原因:
1.参考电压未连接(硬件)。
2.采样通道配置错误(软件)。
         
验证步骤:
1.万用表测量ADC引脚电压。
2.检查外设初始化中ADC通道绑定。
结果:通道配置错误,修正后采样正常。
         
我最常用的3种实战技巧:
在线仿真:通过STLink直接仿真调试程序,是我最喜欢的一种方式,效率直接拉满。
LED调试法:在代码关键节点插入LED状态指示(如开机亮、初始化完成灭),或者一上电就让LED闪烁,防止程序死机不知道。
串口重定向:使用printf打印变量值(需重定向_write函数)。

方法5:参与项目,用真实需求倒逼能力提升
入门级项目推荐:
我整理了很多开源项目,可找我拿去练手。
   

GitHub也有很多经典项目,比如STM32智能家居终端、四轴飞行器飞控。
         
复刻步骤:
拿四轴飞行器举例。
阶段1:读懂原理图,拆分功能模块(如电机驱动、姿态传感器)。
阶段2:分模块实现并验证(如先驱动MPU6050,再整合PID计算)。
阶段3:联调优化,记录问题(如电机响应延迟的解决方法)。
         
能看到这里,相信你对嵌入式行业真的感兴趣,但是只看不做,永远学不会,代码是写出来的,不是看出来的,干就完了!

end



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